[复习]结构化学课件0.ppt

结构化学是以量子力学为基础，联系无机化学，有机化学实验事实讨论原子，分子化学键理论的一门科学，本课程供大学师范类院校化学类专业作本科基础课教材，也可作材料、化工、生物化学等专业使用，还可供从事与化学、化工有关类别工作人员作参考 。 学习本课程需具备高等数学、大学物理 、线性代数、无机化学、有机化学等课程基础。 　 结构化学是以量子力学理论为基础，联系无机化学、有机化学等大量实验事实讨论原子、分子化学键理论的一门学科。 ; 本课程阐述原子间以什么样的结合力形成分子、原子的组成及连接方式是怎样决定分子的几何构型，并表现出独特的物理与化学性质，使读者了解“结构决定性能，性能反映结构”，从而建立起“结构--性能--应用”的渠道。 课程内容包含量子力学基础知识，原子结构理论、多原子分子结构及研究它们的HMO方法，晶体点阵结构及X射线衍射，金属结构及性质，离子化合物的结构与性质。 ; 物质结构（结构化学）是在原子、分子水平上，深入到电子层次，研究物质的微观结构及其宏观性能关系的科学。其内容涉及用量子力学原理与方法研究化学问题，进而建立物质结构理论；提出与创造结构分析方法；剖析以生物在分子为主的复杂物质的结构。这一门课我们采用的是北京大学出版社出版的《结构化学基础》一书。这本书是北京大学化学院结构化学（即物质结构）基础教材。内容主要包括：;??? 结构化学是一门直接应用多种近代实验手段测定分子静态、动态结构和静态、动态性能的实验科学。它要从各种已知化学物质的分子构型和运动特征中，归纳出物质结构的规律性；还要从理论上说明为什么原子会结合成为分子，为什么原子按一定的量的关系结合成为数目众多的、形形色色的分子，以及在分子中原子相互结合的各种作用力方式，和分子中原子相对位置的立体化学特征；结构化学还要说明某种元素的原子或某种基团在不同的微观化学环境中的价态、电子组态、配位特点等结构特征。?? ; 另一方面，从结构化学的角度还能阐明物质的各种宏观化学性能，和各种宏观非化学性能与微观结构之???的关系及其规律性。在这个基础上就有可能不断地运用已知的规律性，设法合成出具有更新颖、结构特点更不寻常的新物质，在化学键理论和实验化学相结合的过程中创立新的结构化学理论。与此同时，还要不断地努力建立新的阐明物质微观结构的物理的和化学的实验方法。 ??? 与其他的化学分支一样，结构化学一般从宏观到微观、从静态到动态、从定性到定量按各种不同层次来认识客观的化学物质。演绎和归纳仍是结构化学研究的基本思维方法。; 早期的有关物质化学结构的知识可以说是来自对于物质的元素组成和化学性质的研究。当时人们对化学物质，只能从对物质组成的规律性认识，诸如定比定律、倍比定律等加以概括。随着化学反应当量的测定，人们提出了“化合价”的概念并用以说明物质组成的规律。那时，对于原子化合成分子的成因以及原子在分子中的排布方式可以说是一无所知。??; 结构化学的产生与有机物分子组成的研究密切相关。有机化学发展的初期，人们总结出许多系列有机物分子中碳原子呈四面体化合价的规律。为解释有机物组成的多样性，人们提出了碳链结构及碳链的键饱和性理论。随后的有机物同分异构现象、有机官能团结构和旋光异构现象等研究，也为早期的结构化学研究提供有力的实验证据，促使化学家从立体构型的角度去理解物质的化学组成和化学性质，并从中总结出一些有关物质化学结构的规律性，为近代的结构化学的产生打下了基础。; 近代实验物理方法的发展和应用，为结构化学提供了各种测定物质微观结构的实验方法；量子力学理论的建立和应用又为描述分子中电子和原子核运动状态提供了理论基础。有关原子结构特别是原子中电子壳层的结构以及内力、外力引起运动变化的理论，确立了原子间相互作用力的本质，也就从理论上阐明了化学键的本质，使人们对已提出的高子键、共价键和配位键加深了理解有关杂化轨道的概念，也为众多化合物的空间构型作出了合理的阐明甚至预测。?; 近代测定物质微观结构的实验物理方法的建立，对于结构化学的发展起了决定性的推动作用。X射线衍射方法和原理上相当类似的中子衍射、电子衍射等方法的发现与发展，大大地丰富了人们对物质分子中原子空间排布的认识，并提供了数以十万种计的晶体和分子结构的可靠结构数据。此外，通过晶体衍射的研究，使人们能够从分子和晶体结构的角度说明这些物质在晶态下的物理性质。 ; 另一类测定结构的方法是谱学方法。谱学方法在提供关于分子能级和运动的信息，尤其是更精细的和动态的结构信息方面起着重要的作用。如分子振动光谱是鉴定物质分子的构成基团的迅速和有力的工具。因而被称为化学物质的“指纹”，与电子计算机高速信息处理功能结合起来，人们已